廣播式自動相關監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）作為一種新的監(jiān)視技術正受到國際民用航空組織（International Civil Aviation Organization,ICAO）的大力推廣。然而,由于ADS-B信號傳輸具有隨機性,多條信號交織問題不可避免。本文將最小方差無失真響應（Minimum Variance Distortless Response,MVDR）算法應用于單天線ADS-B信號解交織。首先,將單天線接收到的數(shù)據(jù)轉化為虛擬均勻線陣模型;然后利用陣列信號處理中的MVDR算法分離交織信號。由于該算法需要準確估計信號頻率,而針對快速傅里葉變換（Fast Fourier Transform,FFT）估計信號頻率誤差較大的問題,利用改進的頻率估計方法能夠降低信號頻率估計誤差,從而有效分離交織信號。仿真實驗驗證了該算法的有效性并且對信號之間相對時延問題不敏感。 

【文章來源】：信號處理. 2020,36(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

ADS-B基帶信號

由于常規(guī)矩陣求逆的運算復雜度約為O(k4),因此只畫出后三種矩陣求逆方法的運算量與重構因子k的關系曲線,此時令公式(15)和(17)中的 m=n= k 2 。由圖2可以得出,對公式(9)中的樣本協(xié)方差矩陣利用基于Hermite特性的矩陣分塊方法進行求逆,可以降低運算量。

仿真實驗參數(shù)設置:采樣頻率80 MHz,中頻頻率10 MHz。仿真生成兩條信號,其信噪比均為15 dB,其中信號1的數(shù)據(jù)位信息為:飛機號780AAA,高度33150 ft,經(jīng)緯度(117.5°,37.5°);信號2的數(shù)據(jù)位信息為:飛機號780ABC,高度33350 ft,經(jīng)緯度(110.5°,31.5°)。兩條信號相對時延為50 μs,信號之間的頻偏為0.4 MHz,即信號1頻率為fs1=9.8 MHz,信號2頻率為fs2=10.2 MHz,初始相位隨機。圖3為兩條信號交織的時域波形圖。為了能夠同時獲得兩條信號的頻率,選取單天線接收信號的交織部分進行采樣點數(shù)為N=512點的Zoom-FFT與FFT變換,此時的采樣率仍為80 MHz, Zoom-FFT的細化倍數(shù)為D=8,獲得的部分頻譜圖如圖4所示。由圖4可以看出,當采樣率和采樣點數(shù)固定的情況下,傳統(tǒng)FFT由于頻譜泄露和柵欄效應而對兩條信號的頻率估計產(chǎn)生了較大的誤差,而Zoom-FFT通過對特定頻段的細化而提高了該頻段的頻譜分辨率,降低了對兩條信號的頻率估計誤差。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3343306